低頻小信號放大器電路設(shè)計畢業(yè)論文.doc

摘要 低頻小信號放大器電路設(shè)計 摘要 實用性低頻小信號放大器電路設(shè)計，它主要用于使用前置放大器的低頻小信號的電壓經(jīng)過集成塊lm358的放大使其增益二十幾倍，達到信號放大的作用，本文介紹了其基本原理，內(nèi)容，與低頻放大微弱信號放大能力的技術(shù)路線，設(shè)計電路圖方案等。 本系統(tǒng)是基于(ic)lm358設(shè)計而成的一種低頻小信號放大器，整個電路主要由穩(wěn)壓電源，前置放大電路，波形變換電路3部分。電源主要是為前置放大器提供穩(wěn)定的直流電源。前置放大器主要是由ml358一級放大電路和ml358二級放大電路組成，第一級可以將電壓放大5倍，第二級可以放大1-5倍，總增益20-25倍，接通電源后，信號發(fā)生器產(chǎn)生信號，示波器用于變換的波形顯示。通過波形的數(shù)據(jù)變化，計算出增益效果，是否滿足設(shè)計需求。該設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)簡單，實用，充分利用了集成功放的優(yōu)良性能。實驗結(jié)果表明，前置放大器的帶寬，失真，效率等方面具有較好的指標(biāo)，具有較高的實用性，為小信號放大器的設(shè)計是一個廣泛的思考。關(guān)鍵詞：低頻小信號，電壓放大，前置放大級電路，集成塊lm358第1章 緒論 design of low frequencysmall signal amplifier abstract： the utility of low frequency small signal amplifier circuit design, it is mainly used for voltage low frequency small signal using a pre amplifier after amplification integrated block lm358 has gain 20 times, achieve signal amplification effect, this paper introduces the basic principle, content, and low frequency amplification technology route of weak signal amplification ability, circuit design scheme. the system is based on (ic) a low frequency small signal amplifier lm358 designed, the whole circuit is mainly composed of a regulated power supply, preamplifier circuit, a waveform transform circuit 3 parts. the power supply is mainly to provide a stable dc power for the preamplifier. the preamplifier is mainly composed of ml358 amplifier and ml358 two stage amplifier circuit, the first stage of the voltage can be magnified 5 times, second can be magnified 1-5 times, 20-25 times of the total gain, power, signal generator generates a signal, oscilloscope is used to transform the waveform display. by the waveform data changes, calculated the gain effect, whether meet the design requirements. the design of the circuit structure is simple, practical, make full use of the excellent performance of the integrated amplifier. the experimental results show that, the pre amplifier bandwidth, distortion, has better efficiency indicators, and has higher practicability, designed for small signal amplifier is a broad thinking.keywords:lowfrequency smalsignal,voltage amplification,preamplifiercircuit，integrated block lm358 第2章 設(shè)計方案分析 目 錄第1章 緒論1前言31.1課題研究背景31.2課題主要研究內(nèi)容4 第2章 設(shè)計方案分析52.1設(shè)計任務(wù)62.2設(shè)計分析.7 2.2.1設(shè)計技術(shù)指標(biāo).7 2.2.2集成塊lm358的介紹.82.3 lm358概述.9 2.3.1 lm358的原理與應(yīng)用.9 2.3.2 lm358行情介紹.10第3章 前置放大器的設(shè)置原理描述.103.1總體方框圖設(shè)計 .113.2方案設(shè)計與論證.123.3前置放大電路設(shè)計. 133.4 電壓跟隨器電路設(shè)計 .16第4章 軟件介紹 . 174.1 proteus仿真軟件概述 19第5章 系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試.225.1實驗電路功能的測試235.2硬件調(diào)試23 5.2.1上電前的調(diào)試.23 5.2.2 上電調(diào)試 . 245.3 各模塊調(diào)試 . 245.4整機調(diào)試25第6章詳細元器件清單 .256.1電路圖匯總266.2實驗儀器清單266.3實驗元器件清單如下表27結(jié)論 27致謝28參考文獻 31附錄 32 第1章 緒論 前言 在科學(xué)研究和工程實踐中，經(jīng)常遇到的微伏級信號的檢測有問題，如材料分析的地震波速度，測定，測量衛(wèi)星信號接收器的熒光強度，紅外檢測的生物信號測量等。微弱信號測量技術(shù)的檢測是一項綜合技術(shù)的分支，它利用電子方法，信息理論和物理，分析噪聲的原因與規(guī)律，被測信號的特征和相關(guān)性，并恢復(fù)檢測弱信號的背景噪聲掩蓋的。無論什么樣的弱信號檢測技術(shù)需要對信號進行預(yù)處理，然后通過a/d采樣，送入計算機進行處理。 信號的預(yù)處理包括前置放大電路，放大電路，濾波電路，由四部分組成的直流電源電路中。高輸入阻抗的前置放大器電路，噪聲系數(shù)小，中間放大電路需要高倍放大，濾波電路，完成了初步的濾波去噪，為提供穩(wěn)定的直流電壓的直流電源電路。本文的前置放大電路的設(shè)計與制作，主要內(nèi)容和要求：1種放大電路的優(yōu)缺點，確定前置放大電路方案，并繪制出圖；2仿真電路原理圖，平面布置圖；3電路裝配，調(diào)試，測試，并與其他電路連接。 低頻小信號放大器的消費產(chǎn)品的設(shè)備不僅是必不可少的，而且還廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)和測量系統(tǒng)。低頻小信號放大器是一種技術(shù)，幾十年來一直非常成熟的領(lǐng)域，人們付出不懈的努力，無論是從技術(shù)線路或元件，和思想認(rèn)識都有了長足的進步。管目前市場上放大器價格很低，但至少有幾，超過幾千元的價格還是讓人有些不情愿的，本文給出了一個簡單的頻率低、實用的設(shè)計方法，小信號放大器，生產(chǎn)成本低，并給出了測試結(jié)果，提供了一種實用方案。前置放大器可以由單獨的組件，也可以由集成電路放大由分離元件，如果電路是適當(dāng)?shù)慕M件，一個很好的選擇，參數(shù)設(shè)置，性能優(yōu)越，使調(diào)試好，然后表現(xiàn)將優(yōu)于集成運算放大器，但從價格方面，本文選擇集成運算放大器使。 因此本論文的設(shè)計，注重的是與實際相結(jié)合，有一定的實用性，是現(xiàn)代低頻小信號放大器設(shè)計的一大發(fā)展趨勢。1.1 課題研究背景： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息獲取！調(diào)試！傳輸已成為信息領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)！作為信息技術(shù)的三大支柱之一，傳感與檢測技術(shù)已滲透到人類的科學(xué)研究！課程實踐和日常生活的各個方面，和傳感器的感覺通常是非電氣量，如壓力，溫度位移的濃度！速度，并能把這些非電量電可以輸出，如電壓值，電流值的電荷，由傳感器非電參數(shù)轉(zhuǎn)換成電力，還需要經(jīng)過放大處的一些分析進入后續(xù)處理單元；在傳感器的輸出信號以及微弱直流信號，近似。易受噪聲干擾，該干擾的噪聲源產(chǎn)生的外因是電路本身的噪聲引起的，所以為了能有效地提取有用信號的傳輸和處理，此外，該傳感器的輸出信號也需要信號調(diào)理后，放大，濾波等一列降低噪聲，信號放大，傳感器檢測外部信號，輸出信號與弱，他們中的許多人是在毫伏級不例如，在微伏的體表心電圖，在輸出電壓毫伏計，這些信號。在小小的，如何將這些小信號放大可以對付，他們必須擴大到幾百毫伏即使伏級是一些數(shù)字儀表顯示，這些問題需要解決的是放大電路。 根據(jù)不同的應(yīng)用條件，并對不同類型的“放大電路設(shè)計；電子技術(shù)/放大，有兩層含義：一是微弱信號放大到人所需的值來人來；二是信號波形的要求不能被放大失真，一些電子系統(tǒng)需要較大的功率輸出，如家庭中的音響系統(tǒng)往往需要對音頻信號功率磚或瓦數(shù)十?dāng)?shù)；這個信號通常更大的功率放大器，輸入信號的振幅是比較高的，在擴增過程損壞的由噪聲，輸出信號無失真；對同類傳感器弱信號輸出裝置，涉及小信號放大和分析；由于信號是弱的，脆弱的噪聲污染,這些噪聲主要由環(huán)境噪聲!電路元器件自身產(chǎn)生的噪聲即本底噪聲和小信號的幅值很小，一般數(shù)量級在毫伏級別，頻率也很低，近似于直流信號”所在需要適當(dāng)?shù)姆糯?，還需要能夠有效地抑制噪聲，因此，放大器的參數(shù)更高的要求，特別是噪聲，因為小幅度是很容易受外界噪聲的干擾，不易攜帶將有用的信號”現(xiàn)在，使用電路有兩種，一種是離散的電路，使用一個晶體管，另一種是集成電路路，是集成芯片組件”在十二月一日1948晶體管的使用是出世98胡貝爾實驗室，然后在1960，晶體管僅用于作為一個獨立的裝置，在1985由德克薩斯大學(xué)美國該儀器設(shè)計的第一個集成電路，是鍺半導(dǎo)體的實現(xiàn)，在同一時期，美國的仙童半導(dǎo)體隨著硅半導(dǎo)體集成電設(shè)計公司，然后結(jié)型場效應(yīng)晶體管和mos管得到了迅速的發(fā)展，自那時以來，電子電路的尺寸越來越小，越來越多的小型化，一體化也越來越高。 現(xiàn)在多用集成放大器，晶體管在”也是一個芯片由于其離散晶體管優(yōu)越的性能和使用在高端領(lǐng)域，如音響，先進的助聽器”目前，大多數(shù)的放大電路是采用集成運算放大器中，由于其高增益（高達60個180db），輸入電阻大（千歐兆秒差距tens）低輸出電阻（歐洲），常見的模式抑制比，同時集成放大器的類型很多，不同功能的電路不同的種類，廣泛的應(yīng)用，它廣泛用于非常微弱信號檢測”，由于信號幅值很小，高輸入阻抗低偏置的差分輸入放大器的小信號檢測的特殊性，但目前，集該放大器具有一些問題：如使用階段之間的直接耦合的集成電路，參數(shù)補償電路采用放大了 2 的溫度漂移，所以在抑制噪聲方面的集成電路還需要更多的研究由于物理量傳感器的測量范圍是非常廣泛的。根據(jù)傳感器的工作原理不同進行分類。1.2 論文主要研究內(nèi)容： 由于集成運算放大器是目前廣泛使用的小信號放大電路，通常是由高精度、lm358運算放大器的噪聲！lm358，但這些都集成放大器的輸入阻抗抗高頻特性，控制電源電壓，晶體管電路由分立元件的使用自由的設(shè)計，在同一時間指數(shù)和正當(dāng)程序，可控”基地集成三極管阻力比分立元件更大，低頻噪聲優(yōu)于離散元，除了集成電路和報紙道發(fā)現(xiàn)等離子體噪聲”但是現(xiàn)在由于集成電路的快速發(fā)展，性能完善，增益高輸入阻抗，也增加了，更穩(wěn)定， 所以小信號放大電路的設(shè)計，采用離散電路集成電路來實現(xiàn)，有效地從噪聲信號的角度，從信號源中提取有用的信號放大處理的數(shù)量是非常必要的”在本文中，通過對目前現(xiàn)有的傳感器放大電路的實現(xiàn)研究，發(fā)現(xiàn)集雖然集成運算放大器，功率放大器電路具有一些優(yōu)點，如體積小，集成度高，直接耦合電路的形式，減少錯誤，但由于技術(shù)原因，本體集成三極管阻力比分立元件更大，低頻噪聲除了集成電路比分立元件i5 ”報告發(fā)現(xiàn)，等離子體噪聲，噪聲的電路結(jié)構(gòu)類似的分立元件在2 - 5次 5 “這是分立元件組成的電路，是立的靜態(tài)工作點設(shè)計，電路級聯(lián)形式，根根據(jù)實際需求可以單獨調(diào)整組件的參數(shù)，增益，阻抗，噪聲和其他設(shè)計指標(biāo)的比較靈活的參數(shù)調(diào)整，如果合理，可以實現(xiàn)良好的性能，所以兩個電路各有利弊，對兩電路的研究和探討都很有必要,本論文就是對電路方案都進行了詳細分析，放大電路設(shè)計指導(dǎo)實踐”。 該課程設(shè)計采用lm358集成塊放大器對信號進行兩級放大，使其增益到二十倍，滿足信號放大的設(shè)計需求。 第2章 設(shè)計方案分析2.1 設(shè)計任務(wù) （1）1.根據(jù)具體設(shè)計課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，確定方案論證和電路圖的設(shè)計， pcb的制作，要求條理清晰、方案合理正確、步驟完整； （2）查詢有關(guān)文獻資料了解原理，并能正確選擇有關(guān)元器件和參數(shù)，設(shè)計電路圖并對設(shè)計方案進行仿真； （3）完成預(yù)習(xí)報告，報告中要有設(shè)計方案，設(shè)計電路圖，還要有仿真結(jié)果圖； （4）進行電路實驗，調(diào)整電路； （5）撰寫課程設(shè)計報告最終的電路圖、仿真結(jié)果以及調(diào)試過程中遇到的問題和解決問題的方法。2.2設(shè)計分析 本課題主要利用前置放大器對低頻小信號進行放大，基于(ic)lm358設(shè)計而成的一種低頻小信號放大器，輸入信號先基于lm358進行一級放大后再進行二級放大，經(jīng)過電壓跟隨器獲得放大后輸出信號，可以通過定位器調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。2.2.1設(shè)計技術(shù)指標(biāo) （1）當(dāng)輸入正弦信號電壓有效值為100mv； （2）基于lm358一級放大倍數(shù)5倍； （3）基于lm358二級放大倍數(shù)15倍 ； （4）最終放大倍數(shù)不超過25倍； （5）輸出正弦信號電壓有效值不超過2.5v； （5）具有測量并顯示低頻小信號放大器輸出功率(正弦信號輸入時)、直流電源的供給功率和整機 效率的功能，測量精度較高2.2.2 lm358集成塊的介紹 lm358內(nèi)部包括兩個獨立的，高增益，內(nèi)部頻率補償適用于范圍廣泛的采用單電源供電電壓雙運算放大器，也適用于雙電源工作模式，在設(shè)定的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。其范圍包括傳感放大器，直流增益模塊和使用場合其他所有可用單電源運算放大器。概述：8個引腳塑料封裝lm358雙列直插，貼片和圓形金屬外殼包裝。產(chǎn)品特點： 第3章 前置放大器設(shè)置原理描述（ 1 ）內(nèi)部頻率補償 （ 2 ）高直流電壓增益（約100分貝） （ 3 ）單位增益帶寬（約1mhz的） （ 4 ）電源電壓范圍：單電源（ 3 -30v ） （ 5 ）雙電源（ 1.5一 15v ） （ 6 ）低功耗電流，適合于電池供電（ 7 ）低輸入偏置電流（ 8 ）低輸入失調(diào)電壓和偏置電流（ 9 ）共模輸入電壓范圍包括地（10 ）差模輸入電壓范圍，等于電源電壓范圍（11 ）大輸出電壓擺幅（ 0至vcc - 1.5v ）運用：紅外線探測報警器 該報警器能探測到由人體發(fā)出的紅外線，當(dāng)人進入報警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報警聲，適用于家庭、辦公室、倉庫、實驗室等比較重要場合防盜報警。工作原理: (1)由紅外線傳感器，信號放大電路，一個電壓比較器，和一個延遲電路音響報警電路組成。 ic1的紅外線檢測傳感器檢測到所述主體的前部的紅外信號從ic1 (2)微弱電信號的由第一放大構(gòu)成的三極管vt1高增益級放大器電路的輸出腳，然后輸入輻射，以由c2運算放大器ic2 ，低噪聲放大，此時由ic2 腳輸出的信號足夠強。 ic3作為電壓比較器，由銷 r10 ， vd1 ，提供了其第一參考電壓時， ic2 腳輸出的信號電壓達到ic3的腳，電壓輸入來比較兩個，這時候從原來的腳ic3為高低。報警延遲電路ic4 ，r14和c6形成為約1分鐘的時間的延遲電路。 當(dāng)ic3的引腳變?yōu)榈碗娖?，c6放電通過vd2 ，當(dāng)ic4引腳變?yōu)榈碗娖剑?(3)它ic4針進行比較的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)它低于參考電壓時，引腳的ic4變?yōu)楦唠娖剑?vt2導(dǎo)通，換能器bl動力報警。當(dāng)人離開時，紅外線不見，ic3的腳輸出高電平恢復(fù)，vd2停止。由于c5兩端口的電壓沒有突變，它是慢慢地通過r向c6充電， c6結(jié)束時的電壓比參考電壓高，的腳ic4僅開始成為低電平時，約1分鐘，報警1分鐘。由v3 ， r20 ， c9組成開機延時電路，時間約一分鐘，這主要是為了防止報警，使用者開機后馬上設(shè)置，讓其有一定的時間離開視頻監(jiān)視現(xiàn)場，然后以防止停電產(chǎn)生誤報當(dāng)有來電。 (4)該裝置采用9 - 12v直流電源經(jīng)t降壓，全橋整流u， c10濾波，采用ic5 78l06電源檢測電路。該設(shè)備交直流兩用，自動無縫過渡2.3.1 lm358的原理與應(yīng)用 lm358是常用的雙運放,這里我們介紹一下他的一些資料以及簡單電路應(yīng)用。lm358里面包含有2個高增效，獨立的內(nèi)部頻率增補的雙運放，較適用于電壓值范圍較為寬廣的的單電源，并且也可以用于于正負雙電源的模式，lm358的往往使用在運算放大器和直流增效模塊還有別的所有可用單電源的地方運用。上圖-1是lm358引腳圖及引腳功能2.3.2 行情分析 lm358該型號，市場上比較常見，在各大網(wǎng)站上，搜索比較頻繁，價格一直相對平穩(wěn)。有些分析人士，還把該型號歸類為電源電路，因為它使用范圍比較寬。lm358最近一段時間市場銷量比較穩(wěn)定，主流品牌是ti、ns、國產(chǎn)品牌，國外品牌的價格一直相對偏高，最新報價有小幅度下滑，在0.4-0.7元/pcs區(qū)間波動。國產(chǎn)品牌價格就非常低，相比月初，價格同樣也有了小幅度下滑，網(wǎng)絡(luò)報價一般在在0.13-0.15元之間波動。 第3章 前置放大器的設(shè)置原理描述 本課題設(shè)計的前置放大器是二級使用的，它的主要作用將輸入的小信號進行一級放大增益5倍，之后再進行進一步的放大1到5倍。由于前置放大器僅僅只放大了有用的小信號，能夠?qū)㈦娐飞系囊恍┰肼曅盘枮V掉，從而減少了后級電路對噪聲的進一步放大低頻小信號放大電路實際上就是比較小的信號進行放大，使其電壓、增大，然后輸出，其原理如圖所示，前置放大主要完成對小信號的放大，使用一個同相放大電路對輸入的小信號的電壓的放大，得到后一級所需要的輸入。后一級主要對信號再一步放大，經(jīng)過電壓跟隨器使其能夠驅(qū)動電阻而得到所需要的輸出信號。設(shè)計時首先根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，對整機電路進行適當(dāng)安排，確保各級的增益分配，然后對各級電路進行具體的設(shè)計。3.1總體方框圖設(shè)計 圖-2，總電路方案圖主要由電源，地線，輸入信號經(jīng)集成塊lm358一級放大后再進行l(wèi)m358 二級放大，可以通過定位器條節(jié)二級放大倍數(shù)1-5倍，經(jīng)過電壓跟隨器得到輸出電壓。接通電源后，輸入信號電壓放大后得到輸出電壓，連接示波器長生輸入電壓和輸出電壓波形，記錄數(shù)據(jù)，計算得出放大倍數(shù)。3.2方案設(shè)計與論證 由于提供的低頻小信號非常弱，要在低頻控制級前加一個前置放大器?？紤]到設(shè)計電路對頻率響應(yīng)及零輸入時的噪聲、電流、電壓的要求，前置放大器選用集成運算放大器lm358。輸入信號通過兩級放大得到輸出信號。3.3 前置大電路設(shè)計 設(shè)計的前置放大器是二級使用的，它的主要作用將輸入的小信號進行一級放大增益5倍，之后再進行進一步的放大1到5倍。由于前置放大器僅僅只放大了有用的小信號，能夠?qū)㈦娐飞系囊恍┰肼曅盘枮V掉，從而減少了后級電路對噪聲的進一步放大低頻小信號放大電路實際上就是比較小的信號進行放大，使其電壓、增大，然后輸出，其原理如圖所示，前置放大主要完成對小信號的放大，使用一個同相放大電路對輸入的小信號的電壓的放大，得到后一級所需要的輸入。后一級主要對信號再一步放大，經(jīng)過電壓跟隨器使其能夠驅(qū)動電阻而得到所需要的輸出信號。設(shè)計時首先根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，對整機電路進行適當(dāng)安排，確保各級的增益分配，然后對各級電路進行具體的設(shè)計。 前置放大電路是由lm358放大器組成的一級放大電路，放大倍數(shù)為5，即r1=10k，r2=51k,所有電源=100mv，gnd?；鶞?zhǔn)電壓96mv,如下圖所示 圖-3，前置lm358一級放大電路圖經(jīng)過一級運放的放大，由，可以得到，于是我們就得到下一級放大電路的輸入電壓，即為。lm358放大器組成的二級放大電路，放大倍數(shù)為1-5，即r1=10k，r2=51k,所有電源=100mv，gnd，如下圖所示 圖-4前置lm358二級放大電路圖 經(jīng)過二級運放的放大，由，可以得到，于是我們就得到下一級放大電路的輸入電壓。為了提高前置放大器電路的輸入阻抗和共模抑制性能，減少輸出噪聲，采用集成運算放大器構(gòu)成前置放大器電路時，必須采用同相放大電路構(gòu)成為了盡可能保證不失真的放大，圖中采用兩級運算放大器電路a1和a2，每級放大器的增益取決于r1、r2和r3、r4，即 a1=1+r4/r1 a2=1+rw1/r5 由上述分析可知，低頻前置放大器的總增益為25db，兩級前置放大器的增益安排在20db左右比較合適，每級增益在5db左右，以保證充分發(fā)揮每級的線性放大性能并滿足帶寬要求，從而保證不失真，即達到高保真放大質(zhì)量。3.4電壓跟隨器電路設(shè)計 圖-5電壓跟隨器圖 電壓跟隨器的緩沖，隔離，提高承載能力的作用。共集電極電路輸入阻抗高，輸出阻抗低，因此它能在電路阻抗匹配功能的發(fā)揮，可以做一個更好的放大電路。當(dāng)輸入阻抗很高，相當(dāng)于前級電路是開放的；當(dāng)輸出阻抗低，后級電路等效為一個電壓源，輸出電壓不受電路阻抗的影響。第一級電路相當(dāng)于開路電壓輸出，而不是由當(dāng)然阻抗的影響有水平隔震效果后，所以不要相互影響的前，后級電路互不影響。 第4章 軟件介紹4.1proteus 軟件介紹： proteus軟件是英國labcenter電子公司的eda軟件（軟件的中國總代理廣州風(fēng)標(biāo)電子科技有限公司，公司）。它不僅具有其他eda工具仿真軟件的功能，還可以模擬裝置的單片機及其外圍。它是模擬單片機及其外圍設(shè)備的最佳工具。雖然國內(nèi)的推廣才剛剛開始，但一直從事單片機單片機愛好者，教師，致力于與所有年齡的單片機應(yīng)用開發(fā)技術(shù)人員。proteus是世界著名eda工具（仿真軟件），從原理圖的設(shè)計，調(diào)試代碼，單片機及外圍電路協(xié)同仿真，開關(guān)電路板的設(shè)計，從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計真正的實現(xiàn)。是世界上唯一將電路仿真軟件的設(shè)計，在三的pcb設(shè)計軟件和虛擬仿真軟件，支持8051個處理器模型，hc11，pic10 / 12 / 16 / 18 / 24 / 30 / dspic33，avr單片機，arm和msp430單片機，8086，2010將增加皮質(zhì)和dsp系列處理器，并繼續(xù)添加其他系列的處理器模型。在編譯器，它也支持iar，和mplab和其他編譯器。其功能特點：（1）原理布圖proteus軟件以及其他eda工具軟件 （2）pcb自動或人工布線（3）spice電路仿真革命性的特點：（1）互動的電路仿真 用戶甚至可以與諸如ram，rom，鍵盤，電機，led，lcd活，ad/da，spi設(shè)備，iic器件。 （2）仿真處理器及其外圍電路 可以仿真51系列，avr單片機，pic，手臂，和其他主流單片機。也可以直接用于基于虛擬樣機原理圖設(shè)計，再加上顯示輸出，看到運行后輸入輸出的影響。隨著虛擬邏輯分析儀，示波器系統(tǒng)配置，proteus建立電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)環(huán)境完成。具有4大功能模塊：智能原理圖設(shè)計（isis）豐富的組件庫：超過27000的組件，可以很容易地創(chuàng)建新組件；智能設(shè)備搜索：通過模糊搜索可以快速定位裝置的需要；智能線功能：自動連接可以使接線簡單、高效，大大縮短繪圖時間；支持總線結(jié)構(gòu)：總線設(shè)備和總線布線電路設(shè)計簡潔清晰的使用；可以輸出高質(zhì)量的圖紙：個性化，可以生成bmp地圖印刷質(zhì)量，可以的話，powerpoint和其他文件。混合仿真完美的電路仿真功能：基于spice3f5行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字/模擬電路的混合仿真；超過27000模擬裝置：原型或香料文件設(shè)計的仿真設(shè)備制造商使用labcenter，繼續(xù)發(fā)布新的模擬裝置，可以模擬裝置為第三方的釋放；各種激發(fā)源：包括直流電源，正弦波，脈沖，分段線性脈沖，音頻（wav文件），指數(shù)信號，單頻調(diào)頻，數(shù)字時鐘還支持信號輸入文件的形式；虛擬儀器豐富：13種虛擬儀器面板，栩栩如生，如示波器，分析儀，直流電壓/電流表，交流電壓/電流表，信號發(fā)生器數(shù)字圖形發(fā)生器，頻率計/計數(shù)器，邏輯探頭，虛擬終端調(diào)試器，spi，i2c調(diào)試器；顯示逼真的模擬：數(shù)字水平銷彩色顯示，不同顏色的導(dǎo)線指示電壓到g的大小圓：聯(lián)合動力裝置（如電機，顯示器，按鈕）可以利用模擬的更加直觀，生動的高層次;圖形仿真（asf）：某些指標(biāo)的圖標(biāo)可以分析精確分析電路，包括工作點，瞬態(tài)特性，頻率特性，傳輸特性，噪聲，失真，傅立葉頻譜分析，相干性分析，也可使用;（3）獨特的主流cpu類型支持協(xié)同仿真的供應(yīng)鏈管理（vsm）如arm7，8051 / 52，avr，pic10 / 12，pic16，pic18，pic24，dspic33，hc11，basicstamp，8086，msp430，隨著版本的升級cpu類型不斷增加，將支持皮層，支持dsp處理器的通用外圍；模型：如字符液晶顯示模塊，液晶顯示模塊，led點陣圖形，led七段顯示器模塊，鍵盤按鍵，直流/步驟/伺服電機，rs232虛擬終端，電子溫度計，其compim（com接口物理模型）可以通過pc機串口與外部電路使異步串行通信的仿真電路；實時仿真：支持uart / usart / eusarts仿真，中斷模擬，spi模擬i2c，mssp仿真模擬，psp，rtc仿真模擬，adc，ccp / eccp仿真；編譯和調(diào)試：支持匯編語言編輯/編譯/源級仿真，8051，avr單片機，pic匯編編譯器，可以同時與第三方集成編譯環(huán)境（如iar，keil和hitech）結(jié)合，源代碼級的仿真與調(diào)試的高級語言；（4）pcb設(shè)計平臺原理圖的實用快速pcb：完成原理圖的設(shè)計，pcb設(shè)計環(huán)境的關(guān)鍵可以進入戰(zhàn)神，實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計；自動布局/高級路由功能：自動/手動布局支持裝置；無網(wǎng)格自動布線或人工布線支持；支持引腳交換/門開關(guān)功能，pcb設(shè)計更為合理；功能pcb完成設(shè)計：高達16的銅箔層，印刷層2，4個機械層（包括邊緣），策略和靈活的用戶設(shè)置自動布線，設(shè)計規(guī)則檢查，三維可視化；多輸出格式支持：可以多種輸出格式，包括gerber文件導(dǎo)入或?qū)С?，方便與其他pcb設(shè)計工具（如圖）和pcb板的設(shè)計和加工。proteus提供了大量的資源：（ 1 ）資源可以提供：數(shù)字和模擬仿真proteus仿真元件，交直流兩用，成千上萬的成分，有超過30庫。（ 2 ）資源proteus仿真工具可以提供：示波器，邏輯分析儀，調(diào)試器，虛擬終端， spi，i2c調(diào)試器，信號發(fā)生器，模式發(fā)生器，交直流電壓表，直流電流表。任何理論，同一臺儀器可以稱得上是一個電路。（3） 除了真實樂器的存在下，變形提供了一種圖形顯示中，信號線可以是多種多樣的，示波器的實時圖形顯示和作用是相似的，但更多的功能。理想的虛擬儀器參數(shù)，如輸入阻抗，高輸出阻抗是低的。這些都是以最小化測量儀器的影響。（4） 變形桿菌變形桿菌可以提供豐富的調(diào)試電路的測試信號。這些測試信號包括模擬和數(shù)字信號。電路功能仿真：在proteus繪制原理圖，將編譯目標(biāo)代碼文件：*。六角，你可以在proteus原理圖看到真正的運行狀態(tài)和過程模擬。proteus是一種先進的單片機教學(xué)助理。不僅可以變形的例子很多，功能單一的形象，也將運行過程的可視化的許多實例。前者可在相當(dāng)程度上物理演示實驗的效果，后者是很難實現(xiàn)的物理演示實驗的影響。它的組件，連接線和單片機實驗硬件高度對應(yīng)的傳統(tǒng)。它取代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學(xué)的功能，在相當(dāng)大的程度上，例如：元器件選擇，電路，檢測電路，電路修改，軟件調(diào)試，運行結(jié)果等。課程設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于變形提供了實驗室不能相比，大量的組件庫，提供了一個修改電路設(shè)計的靈活性，提供實驗室在數(shù)量，質(zhì)量相比，虛擬儀器，儀表，同時培養(yǎng)學(xué)生的實踐精神，創(chuàng)造精神的平臺。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“計算機模擬”已成為許多設(shè)計部門的一個重要的設(shè)計方法。它具有設(shè)計靈活，功能結(jié)果，統(tǒng)一過程。設(shè)計時間大大縮短，降低了成本，但也降低工程風(fēng)險。我相信，在proteus單片機開發(fā)應(yīng)用也被越來越多的應(yīng)用。利用仿真軟件proteus的單片機系統(tǒng)設(shè)計，是綜合運用虛擬仿真技術(shù)和計算機多媒體技術(shù)結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力的電路設(shè)計與仿真軟件；在單片機課程設(shè)計和全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，我們使用proteus開發(fā)環(huán)境為培養(yǎng)學(xué)生，沒有硬件輸入的情況下，需要學(xué)生一般來說，學(xué)習(xí)單片機的不僅僅是學(xué)習(xí)書本知識更容易接受的對，容易增加。實踐證明，在proteus仿真系統(tǒng)的使用和生產(chǎn)實際的成功開發(fā)，可以大大提高單片機系統(tǒng)設(shè)計的效率。因此，變形是促進利用價值較高。 proteus軟件是英國labcenter電子公司的eda軟件，proteus軟件已經(jīng)有10多年的歷史，在世界上被廣泛使用，具有相同的布局和其他eda工具的原理，pcb自動或手動布線和電路仿真功能，該功能是革命性的，其電路仿真是互動的，微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于虛擬樣機原理圖設(shè)計，并實現(xiàn)了實時調(diào)試軟件的源代碼，例如顯示和輸出，但也看到運行的輸入和輸出的影響后，利用虛擬儀器系統(tǒng)的配置，如示波器，邏輯分析儀，你不需要其他東西，變形了電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)適合你的環(huán)境！尤其重要的是proteus lite可以完全自由，也可以花不值得一提的登記成本達到更好的效果；變形最強大的專業(yè)版也很便宜，經(jīng)濟實惠，為高校更多的讓步。 混合模式spice仿真，pcb設(shè)計以及自動布線先進的原則，以實現(xiàn)完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。由13年的持續(xù)發(fā)展得益于該系統(tǒng)，是“e世界”作為比較發(fā)表您自己的pcb設(shè)計系統(tǒng)的最佳產(chǎn)品“生產(chǎn)線的pcb的cad”。我們的產(chǎn)品線還包括革命性技術(shù)的proteus vsm，用戶可以模擬所有的設(shè)計一起圍繞一個基于單片機的電子設(shè)備。用戶甚至可以使用使用led / lcd，鍵盤，rs232終端設(shè)計的外圍設(shè)備，如動態(tài)實時交互仿真。它的功能模塊：- 一個功能強大且易于使用的布局工具isis的原則;prospice混合模型spice仿真;arespcb設(shè)計的延伸prospice模擬器的proteus vsm：便于包括基于微處理器設(shè)計的所有相關(guān)組件。協(xié)同仿真。 此外，該軟件還可以使用動態(tài)鍵盤，開關(guān)，按鈕，led或lcd顯示cpu的型號支持許多常見的微控制器，如pic，avr，hc11和8051微控制器相結(jié)合。最新支持arm交互設(shè)備型號包括：led和lcd顯示，rs232終端源層，通用鍵盤，i2c，spi設(shè)備強大的調(diào)試工具，包括寄存器和存儲器，斷點和單步模式iar c-spy和開發(fā)工具，如keiluvision2的dll接口調(diào)試應(yīng)用程序的具體型號- 提供與庫中的所有文件 最新版本支持超過6000種模擬了非常豐富的組件，有很多第三方的機型。如mmc卡，以太網(wǎng)卡，ata硬盤驅(qū)動器，麥克風(fēng)，等等。 第5章：系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試5.1實驗電路功能的測試 通過對實驗電路各元器件的的檢測，根據(jù)相關(guān)要求操作達到了預(yù)期的實驗效果，滿足設(shè)計要求。 本次設(shè)計測試用雙蹤示波器接輸出，通過輸出小信號在示波器上的輸出響應(yīng)得到相應(yīng)的參數(shù)值在對比輸入值，從而得到所需測量的參數(shù)要求合格否。5.2硬件調(diào)試5.2.1上電前的調(diào)試 圖-6 proteus仿真圖點擊運行后可以通過示波器演示，如圖： 圖-7，局部仿真圖經(jīng)過lm358二級放大器，調(diào)節(jié)定位器，獲得不同的實驗參數(shù)，根據(jù)得到的參數(shù)進行計算驗證結(jié)果。5.2.2上電后的調(diào)試 常州工學(xué)院延陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 示波器波形顯示圖1-8 輸入信號接線a顯示黃色波形圖，輸出信號接線d顯示綠色波形圖， 根據(jù)圖得知輸入電壓vcc=0.1v，經(jīng)過一級二級前置放大后，最終顯示的放大電壓大約為2.2v，最終放大倍數(shù)為22倍。滿足設(shè)計需求。 示波器波形顯示圖-9輸入信號接線a顯示黃色波形圖，輸出信號接線d顯示綠色波形圖，根據(jù)圖得知輸入電壓vcc=20mv，經(jīng)過一級二級前置放大后，調(diào)節(jié)定位器最終顯示的放大電壓大約為0.5v，最終放大倍數(shù)為25倍，參照同樣方法，得到不同的數(shù)據(jù)，制作參數(shù)表，分析得出結(jié)果，驗證實驗。5.3 各模塊調(diào)試 電路方案總圖-10接上電源后確定輸入電壓具體值，經(jīng)過lm358一級放大5倍，經(jīng)過lm358二級放大，可以調(diào)節(jié)定位器調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，增益范圍1-5倍，通過電壓跟隨器得到輸出信號，經(jīng)過示波器直接演示，通過波形的變換，確定效果。參數(shù)： a1=1+r4/r1 一級增益5倍 a2=1+rw1/r5二級增益1-5倍 總增益20-25倍5.4整機調(diào)試當(dāng)在完成上述二、三項的所有內(nèi)容及調(diào)試項目后,即可接通電源，信號發(fā)生器，波形示波器，運行調(diào)試后，調(diào)節(jié)各電壓，電阻等參數(shù)，根據(jù)得到的參數(shù)值，制作參數(shù)表，計算得出結(jié)果，確定參數(shù)值范圍，完成實驗設(shè)定的目標(biāo)。根據(jù)設(shè)計的總電路圖和分電路圖，采買相應(yīng)的元器件和零件制作電路版實物，完成設(shè)計。 第6章 詳細儀元器件清單6.1電路圖匯總lm358一級放大圖：lm385二級放大圖-11 設(shè)計總電路圖-12仿真圖-13 波形仿真圖 可以運行proteus程序，運行后可以調(diào)節(jié)定位器參數(shù)獲得不同的電壓增益參數(shù)，觀察示波器顯示的波形圖，前后對比，計算結(jié)果，完成設(shè)計。6.2實驗儀器清單電源，函數(shù)型號發(fā)生器，萬用表，雙蹤示波器。6.3實驗元器件清單表格 1 原器件清單符號型號參數(shù)數(shù)量備注電解電容0.1uf1電解電容0.2uf1r1電阻10k1r2電阻51k1r3電阻1k1r4電阻51k1r5電阻10k1r6電阻10k1r7電阻10k1rw1電阻100k1集成塊lf3581集成塊lm3581表格 2原器件清單 本文主要對小 結(jié) 論 信號放大電路的設(shè)計研究，主要目的是使傳感器的輸出弱信號無失真放大和傳播，首先，小信號放大電路的要求，一是要有足夠的增益，以小信號放大到易于處理，二是低噪聲，由于傳感器的輸出信號很弱，很容易淹沒在背景噪聲中，或外界干擾，但不承認(rèn)，所以要盡量減少噪音的干擾，三有輸入和輸出阻抗合適，可以最大限度地提取失去信號源，并提高其承載能力，”根據(jù)上述要求，本文研究和分析。電路設(shè)計，噪聲分析，仿真和實驗分析以下幾個方面分別一一”。結(jié)論：（1）基于小信號放大電路的基本要求，提出該放大電路的設(shè)計方案，使用集成電路實現(xiàn)“先定性分析，確定電路的放大級數(shù)，耦合方法并對電路的反饋表，電路原理圖；然后定量計算確定電路狀態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)脑膮?shù)；最后對電路的設(shè)計原理，該指數(shù)分析，得到電路的方案能滿足要求的增益和阻抗”（2） 在噪聲分析方法章分析和噪聲的類型是簡單介紹了放大器的噪聲，根據(jù)設(shè)計的電路方案，運算放大器模塊式，通過計算放大器的模型，信號很弱的條件下的情況下可以達到效果良好的噪聲抑制，電路抑制方法進行了討論 （3）實際調(diào)試電路的調(diào)試，靜態(tài)工作點的數(shù)據(jù)分析，通過改變參數(shù)來保證該電路工作最好在放大，在這種情況下，測試電路的增益，得到電路的測量值與理論值接近，達到了預(yù)期的設(shè)計要求。感悟：課程設(shè)計歷時一周的結(jié)束，它給我們帶來了不可磨滅的印象，尤其是對未知，尋找錯誤的，過程充滿樂趣和成就感，在連接電路的過程中，遇到了一些問題，包括認(rèn)識上的原理，實驗電路的設(shè)計思想設(shè)計，以及在電路連接過程不可避免地違反了，不能出現(xiàn)在實驗的結(jié)果，在分析問題和在線調(diào)試，進一步對實驗設(shè)備，只是一步一步解決問題，而最終的結(jié)果。